生物质燃料发动机低温预混燃烧的燃烧与排放特性研究

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1、分类号学号M201371064学校代码10487密级硕士学位论文生物质燃料发动机低温预混燃烧的燃烧与排放特性研究学位申请人：杨谨学科专业：动力工程指导教师：成晓北教授答辩日期：2015年5月AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringExperimentalInvestigationonCombustionandEmissionofLow-temperaturePremixedCombustionofBiom

2、assFuelsCandidate:YangJinMajor:PowerEngineeringSupervisor:Prof.ChengXiaobeiHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人

3、完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月华中科技大学硕士学位论文摘要生物质燃料

4、作为一种有潜力的清洁可再生能源吸引了广泛的注意。由于大部分生物柴油与传统柴油物性参数相似，所以可以在现代直喷柴油机上直接应用，研究表明采用生物柴油可以有效的降低发动机的污染物排放及温室气体的产量，还可以缓解日益严峻的能源危机。预混合进气压燃（PCCI）燃烧模式作为一种同时减少碳烟和NOx排放的新型燃烧技术，越来越受到重视，低温预混燃烧是这一类燃烧技术的主要特征，能够同时减少NOX和碳烟的排放，但生物质燃料在低温预混燃烧模式下的特性依然有待于进一步探索。因此，本文将以上两种方式结合起来，在一台电控高压共轨型涡轮增压柴油机上采用生物质燃料

5、实现低温预混燃烧模式，并研究其燃烧与排放特征。本文主要针对不同喷油时刻、喷油压力、燃料种类（大豆生物柴油和昆虫生物柴油）及掺混比例，研究生物柴油实现低温预混合燃烧时的性能与排放，并与常规燃烧方式进行比较。结果表明，低负荷下，早喷与晚喷均能实现低温预混合燃烧，滞燃期明显延长，放热率峰值升高。早喷与晚喷均能减少烟度，但是早喷时NO排放增加，而晚喷时NO排放则会降低。昆虫生物柴油的NO排放比大豆生物柴油高，但是烟度更低。增大喷油压力能够增加预混合燃烧的比例，使燃烧始点提前，同时能够降低烟度，但是NO排放会增加。负荷增大之后，扩散燃烧比例增加

6、，不易实现低温预混合燃烧。本文还研究了多次喷射对生物柴油燃烧和排放的影响，采用不同的主后喷间隔角及不同的后喷油量。结果表明，后喷能够降低烟度，对NO排放的影响不大。相比于主后喷间隔角，后喷油量对排放的影响更明显。最后，本文使用DLPI（Dekati®LowPressureImpactor，低压撞击器）对尾气中的颗粒物进行了质量-尺寸分布研究，测量试验中搭建了采样系统，并确定了合适的稀释比及采样时间。结果表明，早喷和晚喷能够减少颗粒物总质量，但是对颗粒物的质量-尺寸分布形态影响不大；后喷的加入也能减少颗粒物总质量，而且会使颗粒物质量-尺

7、寸分布向较大粒径方向偏移。关键词：生物柴油低温预混合燃烧喷油规律排放粒径分布I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTInrecentyears,biomassfuels,whicharecleanandrenewable,haveattractedmoreandmoreattention.Biodieselissimilarwithdieselinmostproperties,andcanbeappliedtomoderndieselengines.Researchshowedbiodieselcannotonlydecreasee

8、ngineoutpollutionbutalsorelievetheenergycrisis.Atthesametime,PPCI(partiallypremixedcompressionignition),asanew